Guia de Cálculos Químicos e Estequiometria

Composição Centesimal

A composição centesimal indica a porcentagem em massa de cada elemento em uma substância. Por exemplo, na composição centesimal da H₂O, determina-se o peso molecular da molécula e, em seguida, calcula-se o percentual de cada elemento utilizando o fator de conversão para cada componente da molécula, como segue:

Fórmula Empírica

Para calcular a fórmula empírica a partir da composição centesimal dos elementos, divide-se a porcentagem em peso de cada elemento pelo seu respectivo peso atômico. Em seguida, divide-se o resultado de cada um pelo menor valor obtido entre os elementos.

Posteriormente, cada item é colocado na fórmula com o número de átomos correspondente ao resultado final obtido.

Fórmula Molecular

Para determinar a fórmula molecular, é necessário conhecer a composição percentual dos elementos, o peso atômico e o peso molecular total. Primeiro, deve-se obter a fórmula empírica e sua respectiva massa molecular. O número de moles é calculado para estabelecer a relação na equação da fórmula molecular:

A fórmula molecular é obtida multiplicando-se a fórmula empírica pelo número de moles (fator n).

Leis Ponderais e Estequiometria

Exemplo de reação: Fe₂O₃ 3H₂O 2Fe(OH)₃ (60g e 100g). Determina-se o peso molecular e, em seguida, aplica-se uma técnica analítica (fator Z):

Após calcular os valores de Z, identifica-se qual é o reagente limitante e qual é o reagente em excesso. O reagente limitante é aquele que termina primeiro, enquanto o reagente em excesso não reage completamente. Se o problema solicitar, procede-se para determinar a quantidade em excesso:

Para calcular a quantidade do elemento formado, utiliza-se como base o reagente limitante:

Quando as proporções não são baseadas apenas no peso molecular das moléculas, mas sim por proporções alteradas, a divisão é feita seguindo essas proporções específicas.

Volume Molar

Para calcular o volume molar, podemos relacionar a massa ou o volume. Se o problema pede o volume a partir da massa (ou vice-versa), iniciamos com os dados fornecidos. O peso atômico ou molecular é determinado e, então, realizam-se as conversões (considerando que um gás ideal possui um volume molar de 22,4 L):

Número de Moles

Para calcular o número de moles, determina-se o peso atômico ou molecular e aplica-se a seguinte equação:

Se for solicitado o cálculo da massa (gramas) de uma molécula a partir do número de moles, utiliza-se a mesma equação, isolando a variável da massa. No caso em que são fornecidos a densidade e o volume, deve-se calcular a massa utilizando a equação:

Após encontrar a massa, aplica-se a equação para determinar o número de moles.

Número de Avogadro

O Número de Avogadro é uma constante correspondente a 6,02 x 10²³. Para calcular o fator de conversão, utiliza-se este valor para relacionar o número de moléculas. Multiplica-se o peso molecular pelo número de moléculas e divide-se pelo número de Avogadro: